基于微波光子技术的实时高分辨雷达成像

为克服传统雷达面临的带宽瓶颈,提升其分辨率,利用微波光子倍频与混频技术对宽带雷达信号进行处理,构建宽带雷达,成功实现了实时高分辨雷达成像。构建的微波光子雷达样机带宽高达12 GHz,实现逆合成孔径雷达成像的二维分辨率优于2 cm×2 cm,成像速率高达100帧/s。在该雷达架构基础上构建了多输入多输出微波光子雷达,在相同的相参累积时间内,能进一步提高雷达成像的方位向分辨率。研究结果表明:微波光子技术是突破传统雷达频率与带宽限制的有效手段,有望在未来实时高分辨雷达探测与成像中发挥重要作用。     

基于特征叠加网络的SAR海上舰船运动状态感知方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像中的舰船检测与分类问题,常规的图像处理技术或者机器学习方式难以准确检测出海上舰船的类别以及当前舰船运行状态。因海上舰船目标具有相对于SAR图像尺寸较小、方位难以测算以及容易与其他目标混淆的特点,针对上述问题设计了端到端的海上舰船分类与状态感知模型,加入特征金字塔以达到拥有对于微小目标提取其深度特征,同时又保留其相对位置的目的;使用残差结构以解决特征融合网络层数增加导致的梯度消失问题;最后加入舰船状态感知模块,使其最终可以得到海上舰船目标相对于图像的角度值。使用公开SAR卫星图像进行了多次实验,最终体现出提出的端到端的模型具有较高的识别率以及良好的舰船状态估计能力。     

SAR图像的非下采样Contourlet噪声抑制算法

非下采样Contourlet变换克服了小波变换非一维奇异性最优基的缺点,而且其平移不变性使其边缘保持能力优于Contourlet.提出了一种非下采样Contourlet的合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)相干斑去噪模型.首先对SAR图像进行同态变换,将乘性噪声变为加性噪声;再进行非下采样Contourlet变换,包括非下采样金字塔分级和非下采样方向滤波2部分;最后利用阈值的方法将信噪实施分离.实验中针对乘性噪声污染的航拍图像和原始SAR图像,进行了传统的Lee滤波器和小波滤波器去噪,与上述模型去噪进行比较,在去噪性能和边缘保持的主观视觉上都得到了优异的结果.      

基于分水岭变换的单幅高分辨率SAR图像建筑物检测方法

提出了一种从单幅高分辨率SAR图像中检测建筑物的算法框架。该框架主要以应用 标记的分水岭变换为基础,针对SAR图像中建筑物所具有的强回波特性与典型的形状特征, 主要采用CFAR检测和文中提出的方向相关分析方法得到标记图像,利用最小强制技术和标记 图像修改原始图像的梯度图,对修改后的梯度图作分水岭变换得到建筑物目标的边界轮廓。 该方法能够引入建筑物目标的特性同时克服分水岭变换固有的过分割缺陷。文中对不同场景 的高分辨率SAR图像进行了实验,实验结果表明,即使在建筑物分布密集的情况下,本文算 法也能正确完整地检测出绝大多数目标,检测率高而虚警率低。     

A novel visual attention method for target detection from SAR images

Synthetic Aperture Radar(SAR) imaging systems have been widely used in civil and military fields due to their all-weather and all-day abilities and various other advantages. However, due to image data exponentially increasing, there is a need for novel automatic target detection and recognition technologies. In recent years, the visual attention mechanism in the visual system has helped humans effectively deal with complex visual signals. In particular, biologically inspired top-down attention models have garnered much attention recently. This paper presents a visual attention model for SAR target detection, comprising a bottom-up stage and top-down process.In the bottom-up step, the Itti model is improved based on the difference between SAR and optical images. The top-down step fully utilizes prior information to further detect targets. Extensive detection experiments carried out on the benchmark Moving and Stationary Target Acquisition and Recognition(MSTAR) dataset show that, compared with typical visual models and other popular detection methods, our model has increased ability and robustness for SAR target detection, under a range of Signal to Clutter Ratio(SCR) conditions and scenes. In addition, results obtained using only the bottom-up stage are inferior to those of the proposed method, further demonstrating the effectiveness and rationality of a top-down strategy. In summary, our proposed visual attention method can be considered a potential benchmark resource for the SAR research community.     

基于SAR图像匹配结果可信度评价的INS/SAR自适应Kalman滤波算法

在惯性导航系统（INS）/合成孔径雷达（SAR）组合导航系统中,SAR图像易受斑点噪声的影响,图像匹配的精度对整个导航系统精度的影响十分明显,能够准确地分析SAR图像匹配过程中的误差特性,利用有效的图像匹配信息辅助INS进行组合定位尤为重要。针对上述问题,在加权Hausdorff距离匹配算法的基础上,对影响SAR图像匹配精度的因素进行了分析,提出了一种基于模糊推理的匹配结果可信度评价准则,经过可信度筛选,将有效的匹配信息与INS进行组合;对合理范围内的匹配误差变化引起量测噪声统计特性发生变化,进而导致Kalman滤波精度下降的问题,研究采用改进的Sage-Husa自适应滤波算法对量测噪声方差阵进行动态调整,使其更加接近系统的当前状态。搭建仿真验证平台对所提算法进行了验证,结果表明,该算法能够在合理的匹配误差范围内,有效地筛选出可信的图像匹配结果,相比常规Kalman滤波算法,显著地提升了INS/SAR组合导航系统水平方向的定位精度。     

星载合成孔径雷达的目标定位方法

论述星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）中，利用卫星星历表和雷达回波数据的距离－多普勒参数对目标定位的方法，并用解析法推导出目标相对于星下点位置的计算公式，以及目标的地球经纬度坐标公式。此方法的优点是不需要在星载ＳＡＲ的视场中使用任何位置确知的参考点，并且与卫星的姿态数据无关。还介绍了目标距离－多普勒参数的决定方法，并讨论了目标定位误差源，以及定位精度的评估。     

航空发动机分布式控制系统指数稳定性分析

建立具有时延与数据包丢失的航空发动机分布式控制系统模型,模型为一类异步动态系统,基于Lyapunov第二法和线性矩阵不等式方法推导了系统的指数稳定性判定定理,根据该判据可以得到分布式控制系统的指数稳定意义下的状态反馈控制律,数字仿真说明了该判据的有效性.      

对合成孔径雷达的脉间分段移频干扰

提出了一种脉间分段移频干扰新样式,详细分析了其干扰原理、成像结果以及干扰效果的变化特性;讨论了几种典型干扰参数下的不同输出形式以及侦察参数误差对干扰效果的影响,从中归纳出分段移频干扰是固定移频干扰、步进移频干扰、随机移频干扰等多种移频干扰样式的统一形式。理论推导和仿真分析表明,该干扰可达到对真实图像进行有效欺骗的目的。     

基于卷积调制的SAR有源欺骗干扰方法研究

针对Range-Doppler二维滤波失配导致SAR有源欺骗性假目标一致性差的问题,提出了一种基于卷积调制的SAR有源欺骗干扰新方法:在平台成像模型及其Range-Doppler失配模型的基础上,建立SAR有源欺骗干扰模型,估算失配成像结果对应的动态范围,在欲形成假目标位置的附近,进行失真接近的欺骗信号调制与发射。仿真表明,该方法使得欺骗干扰能量趋于集中,增强了干扰的一致性、欺骗性和可控性。